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文档简介
1、第第2单元单元 化学反应速率和化学反应速率和化学平衡化学平衡第第1课时课时 化学反应速率化学反应速率1、了解了解化学反应速率的化学反应速率的概念概念、反应速率的、反应速率的定量表示方法定量表示方法。2、了解活化能了解活化能对化学反应速率的对化学反应速率的影响影响,认识,认识温度、浓度、温度、浓度、压强和催化剂压强和催化剂影响化学反应速率的影响化学反应速率的一般规律一般规律。考纲要求考纲要求3.了解了解化学平衡的化学平衡的含义及其特征含义及其特征,理解理解勒沙特列原理的勒沙特列原理的含义,理解含义,理解浓度、温度、压强浓度、温度、压强等条件对化学平衡的等条件对化学平衡的影影响响。4.了解了解化学
2、平衡化学平衡建立的过程建立的过程,理解理解化学平衡常数的化学平衡常数的含义含义,能够运用化学平衡常数能够运用化学平衡常数进行简单的计算进行简单的计算。1.1.定义:定义:2.2.表示方法:表示方法:3.3.数学表达式:数学表达式:cv = t4. 4. 单位:单位:通常用单位时间内反应物浓度的通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。减少或生成物浓度的增加来表示。mol/(L s) 或或 mol (L min) -1或或 molL-1 h-1衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。一一.化学反应速率化学反应速率 1. 1.反应速率是指某一时间间隔
3、内的反应速率是指某一时间间隔内的平均反应速率平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率;而不是某一时刻的瞬时速率; 2. 2.同一化学反应同一化学反应的反应速率的反应速率用不同的物质来表示用不同的物质来表示,可能有可能有不同不同的速率值,但这些速率的数值之比的速率值,但这些速率的数值之比等于等于化学方程式的化学方程式的计量系数之比。计量系数之比。应注意的几个重要的问题:应注意的几个重要的问题:对于反应:对于反应:mA + nB = pC + qDmA + nB = pC + qD比例关系:比例关系:V V(A) (A) :V V(B) (B) :V V(C) (C) :V V(D) = m (D)
4、 = m :n n :p p :q q 4.4.温度每升高温度每升高1010 ,反应速率增至原来的,反应速率增至原来的2-42-4倍。倍。 3.3.比较同一反应在不同条件下的反应速率时,应:比较同一反应在不同条件下的反应速率时,应: 统一基准物质;统一基准物质; 统一单位。统一单位。【例【例1】反应反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同情况下的在四种不同情况下的反应速率分别为反应速率分别为: v(A) = 0.15mol/(Ls); v(B) = 0.6mol/(Ls) v(C) = 24mol/(Lmin) ; v(D) = 0.45mol/(Ls) 则该反应进行的快慢顺序则该反
5、应进行的快慢顺序为为 。 = 【例【例2】在在2L容器中,发生容器中,发生3A + B = 2C 的反应,的反应,若最初加入的若最初加入的A和和B均为均为4mol,A的平均反应的平均反应速率为速率为0.12mol/(Ls),则则10s后容器内的后容器内的B物质物质是是 ( ) A. 2.8mol B. 1.6mol C. 3.2mol D.3.6molC C典型例题典型例题【例【例3】某温度时,在某温度时,在2L容容器中器中X、Y、Z三种物质的物三种物质的物质的量随时间的变化曲线如质的量随时间的变化曲线如右图所示,由图中数据分析,右图所示,由图中数据分析,该反应的化学方程式为:该反应的化学方程
6、式为: 。反应开始至反应开始至2min,Z的平均的平均反应速率为反应速率为 . n/molt/min 1 2 30.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2 3X + Y 2Z0. 05mol/(Lmin)例例4 4:将固体:将固体NHNH4 4I I置于密闭容器中,在某温度下发生下置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:列反应:NHNH4 4I(s) NHI(s) NH3 3(g) + HI(g)(g) + HI(g)2 2HI(g) HHI(g) H2 2(g) + I(g) + I2 2(g)(g)2 2minmin后,化学反应达到平衡,测知后,化学反应达到平
7、衡,测知C(C(HH2 2)=0.5mol/L)=0.5mol/L, C(C(HIHI)=4.0 mol/L)=4.0 mol/L,则上述反应中,则上述反应中,NHNH3 3的速率为多少?的速率为多少?2.5mol/(Lmin) 例例5 5:某溶液中进行的反应:某溶液中进行的反应:A +2B 3CA +2B 3C。温度每升温度每升高高1010,其反应速率增大到原来的,其反应速率增大到原来的3 3倍,已知在倍,已知在2020时,时, V V (A A)=0.1mol=0.1mol L L-1-1minmin-1-1,当其他条件不变时,将温当其他条件不变时,将温度升高到度升高到4040时,则时,则
8、V V (B B)应等于(应等于( )A. 0.6molA. 0.6molL L-1-1minmin-1-1B. 0.9molB. 0.9molL L-1-1minmin-1-1C. 1.2molC. 1.2molL L-1-1minmin-1-1D. 1.8molD. 1.8molL L-1-1minmin-1-1D有效碰撞理论有效碰撞理论化学反应发生的先决条件是:反应物分子(或离子)间化学反应发生的先决条件是:反应物分子(或离子)间的的能够发生碰撞能够发生碰撞。有效碰撞概念:相互碰撞的分子有效碰撞概念:相互碰撞的分子具有足够高的能量具有足够高的能量,且,且有有合适的取向合适的取向时,时,使
9、化学键断裂使化学键断裂, 发生化学反应,这样的发生化学反应,这样的碰撞叫做碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞。活化分子活化分子是指反应中是指反应中能量较高能量较高的、的、能发生有效碰撞能发生有效碰撞的分的分子。(其它条件不变时,对某一反应而言,活化分子在反子。(其它条件不变时,对某一反应而言,活化分子在反应物分子中所占的比例是不变的)应物分子中所占的比例是不变的)二二.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 决定因素:决定因素:参加化学反应的物质的性质(即反参加化学反应的物质的性质(即反应物的本性)应物的本性)影响因素:影响因素:当其他条件不变时当其他条件不变时1 1. .浓度的影响:浓度的影响
10、:增加反应物的浓度可以加快化学反应增加反应物的浓度可以加快化学反应速率;降低反应物的浓度,可以减慢化学反应速率速率;降低反应物的浓度,可以减慢化学反应速率(1)若增加一种物质的)若增加一种物质的(无论是反应物或是生(无论是反应物或是生成物),反应速率成物),反应速率总是加快总是加快,反之则减慢。,反之则减慢。(2)固体(或纯液体)的浓度视为常数,)固体(或纯液体)的浓度视为常数,增加或减少增加或减少固体(或纯液体)的量固体(或纯液体)的量,化学反应速率和化学平衡均化学反应速率和化学平衡均不改变;故不能用固体表示反应速率不改变;故不能用固体表示反应速率。(3) 固体的颗粒越小,反应速率越快。固体
11、的颗粒越小,反应速率越快。2.压强的影响:压强的影响:(仅适用于有气体参加的反应仅适用于有气体参加的反应)增加体系的压强,可以加快化学反应速率;降增加体系的压强,可以加快化学反应速率;降低体系的压强,可以减慢化学反应速率低体系的压强,可以减慢化学反应速率(1)(1)压强对于有压强对于有气体参与的反应气体参与的反应才有意义!才有意义!(2)(2)本质本质: :压强的变化,引起容器体积的变化,最压强的变化,引起容器体积的变化,最终导致浓度的变化!才会影响到反应速率。终导致浓度的变化!才会影响到反应速率。对于可逆反应,对于可逆反应,压强增大,正逆反应速率都增压强增大,正逆反应速率都增大大,但,但压强
12、对平衡体系中气体的系数大的方向影压强对平衡体系中气体的系数大的方向影响的幅度大;响的幅度大;充入与反应无关的气体(惰气):充入与反应无关的气体(惰气):,容器总压尽管增大了,但容器的,容器总压尽管增大了,但容器的体积不变,各自的分压体积不变,各自的分压( (浓度浓度) )也不变,故也不变,故反应速反应速度不变度不变,为维持容器压强不变,容器体,为维持容器压强不变,容器体积必增大,故体系中各气体分压积必增大,故体系中各气体分压( (浓度浓度) )减小,减小,故故反应速度减小反应速度减小,3.温度的影响:温度的影响:升高体系的温度可以加快化升高体系的温度可以加快化学反应速率;降低体系的温度,可以减
13、慢学反应速率;降低体系的温度,可以减慢化学反应速率化学反应速率(1)升高温度升高温度,无论是放热反应或是吸热反应,无论是放热反应或是吸热反应(正、逆反应),(正、逆反应),速率都加快速率都加快,但温度对吸热方,但温度对吸热方向影响的幅度大。向影响的幅度大。(2)温度每温度每升高升高10,反应速率就提高到原来的,反应速率就提高到原来的24倍倍。(3)温度对反应速率影响的经验公式:温度对反应速率影响的经验公式:211021(24)ttvv4.催化剂的影响:催化剂的影响:使用正催化剂可以加快化使用正催化剂可以加快化学反应速率;使用负催化剂,可以减慢化学反应速率;使用负催化剂,可以减慢化学反应速率。学
14、反应速率。(1)催化剂在化学反应前后催化剂在化学反应前后不变,不变,不变,不变,可能发生改变。可能发生改变。(2)催化剂能同等程度的催化剂能同等程度的正、逆反应正、逆反应的反应速率,因而对化学平衡无影响,不能的反应速率,因而对化学平衡无影响,不能反应物的转化率和生成物的总产量。反应物的转化率和生成物的总产量。(3)催化剂催化剂参加化学反应参加化学反应,改变了反应进,改变了反应进行的途径,因而行的途径,因而降低了反应的活化能降低了反应的活化能,增,增大了活化分子百分数。故大了活化分子百分数。故加快反应速率加快反应速率。5.其他因素的影响:其他因素的影响:如:光、固体颗粒大小、如:光、固体颗粒大小
15、、溶剂等。溶剂等。外界条外界条件改变件改变反应的活反应的活化能化能活化分活化分子百分子百分数数单位体积单位体积内活化分内活化分子总数子总数有效碰有效碰撞次数撞次数化学反应速化学反应速率率增大反增大反应物应物 浓度浓度增大气增大气体反应体反应 压強压強升高温升高温度度使用催使用催化剂化剂不变不变增多增多加快加快不变不变增多增多加快加快增大增大增多增多加快加快增多增多增多增多增多增多增多增多增大增大不变不变不变不变不变不变降低降低增多增多加快加快【例例1】下列措施中肯定能使化学反应加快的是下列措施中肯定能使化学反应加快的是( ) A.增加反应物的量增加反应物的量 B.增大压強增大压強 C. 升高温
16、度升高温度 D.使用正催化剂使用正催化剂【例例2】下列措施中能增大活化分子百分数的是下列措施中能增大活化分子百分数的是( ) A.增大反应物浓度增大反应物浓度 B.增大压強增大压強 C. 升高温度升高温度 D.使用正催化剂使用正催化剂CDCDCDCDt t1 1- t- t2 2:MgMg与与HClHCl的反应是一个放热反应,放出的热量的反应是一个放热反应,放出的热量使体系温度升高,导致反应速率增大;使体系温度升高,导致反应速率增大;t t2 2- t- t3 3:随反应进行,随反应进行,C(C(H H+)+)浓度显著减小,导致反应浓度显著减小,导致反应速率明显减小。速率明显减小。【例例3】【
17、例例4 4】足量的铁粉与一定量的盐酸反应,反应速率足量的铁粉与一定量的盐酸反应,反应速率太快,为了减慢反应速率,但又不影响产生氢气的总太快,为了减慢反应速率,但又不影响产生氢气的总量,应加入下列物质中量,应加入下列物质中 。A.A.水水 B.NaCl(B.NaCl(固固) ) C.NaClC.NaCl溶液溶液 D.NaD.Na2 2SOSO4 4溶液溶液 E.NaNOE.NaNO3 3溶液溶液 F.NaOHF.NaOH溶液溶液 G.NaG.Na2 2COCO3 3溶液溶液 H.NaAcH.NaAc溶液溶液 I.CuSOI.CuSO4 4溶液溶液ACDHACDH【例例5】(2007.北京)一定条
18、件下。在体积为北京)一定条件下。在体积为10升的密闭升的密闭容器中,容器中,1molX和和1molY进行反应:进行反应:2X(g)+Y(g) Z(g) 经经60s达到平衡,生成达到平衡,生成0.3molZ,下,下列说法正确的是(列说法正确的是( )A.以以X表示的反应速率为表示的反应速率为0.001mol (L S)-1B.将容器体积变为将容器体积变为20升,升,Z的平均反应速率变为原来的的平均反应速率变为原来的C.若增大压强,则物质若增大压强,则物质Y的转化率减小的转化率减小D.若升高温度,若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的的体积分数增大,则该反应的H0A【例例6】08上海上海等质量的
19、铁与过量的盐酸在等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间时间t产生气体体积产生气体体积V的数据,根据数据绘的数据,根据数据绘制得到图制得到图1,则曲线,则曲线a、b、c、d所对应的所对应的实验组别可能是(实验组别可能是( )A A4 42 23 31 1 B B1 12 23 34 4C C3 34 42 21 1 D D1 12 24 43 3C C【例例7 7】在在2 2升的密闭容器中升的密闭容器中, ,发生以下反应:发生以下反应:2A(g)2A(g) B(g) 2C(g)B(g) 2C(g)D(g) D(g) 。若最初加。若最初
20、加入的入的A A和和B B都是都是4 mol4 mol,在前,在前1010秒钟秒钟A A的平均反应的平均反应速度为速度为0.12 mol/(Ls)0.12 mol/(Ls),则,则1010秒钟时,容器中秒钟时,容器中B B的物质的量是(的物质的量是( )A A1.6 mol B1.6 mol B2.8 mol 2.8 mol C C2.4 mol D2.4 mol D1.2 mol1.2 molB【例例8】反应反应4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)在在2升的密闭容器中进行,升的密闭容器中进行,1 分钟后,分钟后,NH3减少了减少了0.12摩尔,则平均每秒钟浓度变化正摩尔,则
21、平均每秒钟浓度变化正确的是确的是ANO:0.001mol/L BH2O:0.002mol/L CNH3:0.002mol/L DO2:0.00125mol/LAD【例例9】在在2AB 3C4D反应中,反应中,表示该反应速率最快的是(表示该反应速率最快的是( ) Av(A)0.5mol/(Ls) Bv(B)6mol/(Lmin) Cv(C)0.8 mol/(Ls) Dv(D)1 mol/(Ls)C【例例10】把下列四种把下列四种X溶液分别加入四个盛有溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应
22、和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是(最快的是( )A1020mL 3mol/L的的X溶液溶液B2030mL 2mol/L的的X溶液溶液C2010mL 4mol/L的的X溶液溶液D1010mL 2mol/L的的X溶液溶液B【例例11】(2007海南)下表是稀硫酸与某金属反应海南)下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:的实验数据:实实验验序序号号 金属金属质量质量/g/g金属状金属状态态C(HC(H2 2SOSO4 4) )/mol/molL L-1-1V V(H H2 2SOSO4 4)/mL/mL溶液温度溶液温度/金属消金属消失的失的时间时间/s/s反应前反应前反应后反应后1 10.100.
23、10丝丝0.50.55050202034345005002 20.100.10粉末粉末0.50.550502020353550503 30.100.10丝丝0.70.75050202036362502504 40.100.10丝丝0.80.85050202035352002005 50.100.10粉末粉末0.80.850502020363625256 60.100.10丝丝1.01.05050202035351251257 70.100.10丝丝1.01.050503535505050508 80.100.10丝丝1.11.15050202034341001009 90.100.10丝丝1.
24、11.15050202044444040分析上述数据,回答下列问题:分析上述数据,回答下列问题:(1)实验)实验4和和5表明,表明,_ 对反应速率对反应速率有影响,有影响, 反应速率越快,能表明同一规律的反应速率越快,能表明同一规律的实验还有实验还有 (填实验序号);(填实验序号);(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有有 (填实验序号);(填实验序号);(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有)本实验中影响反应速率的其他因素还有_,其实验序号是其实验序号是 。(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值)实验中的所有反应,反应前后溶液的
25、温度变化值(约(约15)相近,推测其原)相近,推测其原因:因: 。固体反应物的表面积固体反应物的表面积表面积越大表面积越大1、3、4、6、81和和2反应温度反应温度6和和7 8和和9因为所有反应中,金属质量和硫酸溶液体积均相等,因为所有反应中,金属质量和硫酸溶液体积均相等,且硫酸过量,所有溶液温度变化值相近。且硫酸过量,所有溶液温度变化值相近。例例7】 某化学反应某化学反应2ABD在四种不同条件下在四种不同条件下进行,进行,B、D起始浓度为起始浓度为0,反应物,反应物A的浓度(的浓度(mol/L)随反应时间(随反应时间(min)的变化情况如下表:)的变化情况如下表:根据上述数据,完成下列填空:
26、根据上述数据,完成下列填空:(1)在实验)在实验1,反应在,反应在10至至20分钟时间内平均速分钟时间内平均速率为率为 mol/(Lmin)。(2)在实验)在实验2,A的初始浓度的初始浓度C2 mol/L,反应经反应经20分钟就达到平衡,可推测实验分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含中还隐含的条件是的条件是 。(3)设实验)设实验3的反应速率为的反应速率为V3,实验,实验1的反应速的反应速率为率为V1,则,则V3 V1(填、),且(填、),且C3 1.0mol/L(填、)(填、)(4)比较实验)比较实验4和实验和实验1,可推测该反应是,可推测该反应是 反应(选填吸热、放热)。理由是反应(选填吸
27、热、放热)。理由是 0.013molL1min1。 使用了催化剂。使用了催化剂。 吸热反应吸热反应 温度(从温度(从800变成变成820)时,)时,A的浓度下降,表明升高温度平衡向正反应方向移动,的浓度下降,表明升高温度平衡向正反应方向移动,因此正反应为吸热反应。因此正反应为吸热反应。第二课时第二课时 化学平衡化学平衡一一.化学平衡化学平衡思考思考:是否所有的化学反应中都存在平衡?:是否所有的化学反应中都存在平衡?1.1.可逆反应的概念:可逆反应的概念: 同一条件同一条件下既能向正向进行,下既能向正向进行,同时同时又能又能向逆向进行的反应。向逆向进行的反应。v可逆反应的特征:可逆反应的特征:
28、不能向一个方向完全进行到底,反应不能向一个方向完全进行到底,反应物的转化率不能达到物的转化率不能达到100%100%2、化学平衡、化学平衡 (1)定义)定义: 在一定条件下的在一定条件下的可逆反应可逆反应里,里,正正反应速率和逆反应速率相等反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各,反应混合物中各组分的组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态,称为化学平衡状的状态,称为化学平衡状态,简称态,简称化学平衡化学平衡。 (2 2)化学平衡的前提:化学平衡的前提: (3 3)实质:)实质: (4 4)标志:)标志:一定条件、一定条件、可逆反应可逆反应V正正=V逆,不等于逆,不等于0反应混合物中各组分浓度保持
29、不变。反应混合物中各组分浓度保持不变。3.化学平衡的特征:化学平衡的特征: (1 1)逆逆:可逆反应:可逆反应(2 2)等等: v v正正=v=v逆逆(3 3)定定:反应混合物各组分浓度保持:反应混合物各组分浓度保持 不不变变(4 4)动动:动态平衡:动态平衡(5) 5) 变变:条件改变,平衡发生移动:条件改变,平衡发生移动(6) (6) 同:同:不同途径可以达到相同的化学平不同途径可以达到相同的化学平衡状态衡状态思考思考:平衡时反应混合物中各组分:平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变,在平衡体系中还的浓度保持不变,在平衡体系中还有哪些量保持不变?有哪些量保持不变?4.判断达到化学平衡状态的
30、标志:判断达到化学平衡状态的标志:v平衡状态达到的标准:平衡状态达到的标准:vmA+ nB= xC + yDmA+ nB= xC + yD(1 1)直接标准:)直接标准:适用于任何反应适用于任何反应。V V正正=V=V逆逆化学键断裂化学键断裂= =化学键生成化学键生成各组分的物质的量、质量、浓度、百各组分的物质的量、质量、浓度、百分含量、反应物的转化率保持不变。分含量、反应物的转化率保持不变。 (2)间接:)间接: (相关物理量恒定不(相关物理量恒定不变)变)对于吸热或放热反应,绝热体系的温度不变,对于吸热或放热反应,绝热体系的温度不变,说明反应达到平衡状态。说明反应达到平衡状态。对于反应前后
31、气体体积不等的反应。对于反应前后气体体积不等的反应。在恒温、恒容时,压强不变、混合气体的平均在恒温、恒容时,压强不变、混合气体的平均相对分子质量不变。说明反应达到平衡状态。相对分子质量不变。说明反应达到平衡状态。在恒温、恒压时,体积不变、混合气体的密度在恒温、恒压时,体积不变、混合气体的密度不变。说明反应达到平衡状态。不变。说明反应达到平衡状态。对于有颜色物质参加的反应,体系颜色不变,对于有颜色物质参加的反应,体系颜色不变,说明反应达到平衡状态。说明反应达到平衡状态。典型例题典型例题例例1】对于可逆反应对于可逆反应 4NH3(g)+5O2 (g) 4NO(g)+6H2O(g)下列叙述说明反应达
32、到平衡的是(下列叙述说明反应达到平衡的是( )A.当当4v(O2)=5v(NH3)时时B.有有6molNH键断裂时同时有键断裂时同时有6molHO键形键形成成C.NH3的转化率保持不变的转化率保持不变D.当当NO与与H2O的物质的量为的物质的量为4:6时时C【例例2】可逆反应可逆反应 2NO2 2NO+O2在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡的标志在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡的标志是(是( )单位时间内生成单位时间内生成nmolO2同时生成同时生成2nmol的的NO单位时间内生成单位时间内生成nmolO2同时生成同时生成2nmol的的NO2用用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为表示
33、的反应速率之比为2:2:1的状的状态态混合气体的颜色不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变各物质的浓度保持不变各物质的浓度保持不变若将反应改为若将反应改为HI分解,其平衡标志为分解,其平衡标志为 5.等效平衡等效平衡(1)含义:在一定条件下(恒温恒容或恒温)含义:在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对恒压),对同一可逆反应同一可逆反应体系,起始时加入体系,起始时加入的物质的的物质的物质的量不同物质的量不同,而达到化学平衡时,而达到化学平衡时,同种物
34、质的百分含量相同同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为,这样的平衡称为等效平衡等效平衡。(2)一般规律)一般规律恒温恒容条件下的体积可变反应恒温恒容条件下的体积可变反应,极值等量即等效极值等量即等效恒温恒压条件下的体积可变反应,恒温恒压条件下的体积可变反应,极值等比即等效极值等比即等效反应前后体积不变的反应,无论是恒温恒容恒温恒容还是还是恒温恒恒温恒压,只要极值等比即等效。压,只要极值等比即等效。典型例题典型例题【例例1】在一个体积固定的密闭容器中加入在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和和1 mol B,发生反应:,发生反应:2A(g)B(g)=3C(g)D(g),达到平衡时,达到平
35、衡时C的浓度的浓度为为a molL1。若维持容器体积和温度不变,按下。若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓的浓度仍为度仍为a molL1的是(的是( )A4molA2molBB1molA0.5molB1.5molC0.5molDC3molC1molD1molBD3molC1molDBD例例2】可逆反应可逆反应A(g)B(g) 2C(g)在固定在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A和和1mol B,在某温度下达到平衡时,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为的体积分数为m%;若向
36、容器中充入;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,在同样的温度下达到平衡时,C的体积的体积分数为分数为n%,则,则m和和n的关系正确的是(的关系正确的是( )AmnBmnCm=nD无法比较无法比较C例例3】在相同条件下,体积相同的两容器甲在相同条件下,体积相同的两容器甲与乙,甲充入与乙,甲充入1g SO2,1g O2;乙充入;乙充入2gSO2,2gO2下列叙述错误的是()下列叙述错误的是()反应速率乙甲反应速率乙甲平衡后平衡后的浓度乙甲的浓度乙甲SO2的转化率乙甲的转化率乙甲平衡后平衡后的体积分数乙甲的体积分数乙甲D例例4】在等温等容条件下:在等温等容条件下:2(气气) +(气
37、气) (气气)+(气气)现分别从两条途径达平衡:现分别从两条途径达平衡:A、B起始浓度均为起始浓度均为molL.D起始浓度起始浓度分别为分别为mol,mol下面正确的是下面正确的是()()两条途径最终达平衡时,体系内两条途径最终达平衡时,体系内混合气体的体积分数相同混合气体的体积分数相同两条途径最终达平衡时,体系内两条途径最终达平衡时,体系内混合气体的体积分数不相同混合气体的体积分数不相同达平衡时,达平衡时,(速率相等)(速率相等)达平衡时,途径混合气体的密度为达平衡时,途径混合气体的密度为途径密度的途径密度的/AD例例5】一定温度下,在恒容密闭容器中发生一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反
38、应:如下反应:2A(g) + B(g) 3C(g),若反,若反应开始时充入应开始时充入2 mol A和和2 mol B,达平衡后,达平衡后A的体积分数为的体积分数为a %。其他条件不变时,若按。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体的体积分数等于积分数等于a %的是的是( )A2 mol C B2 mol A、1 mol B和和1 mol He(不参加(不参加反应)反应)C1 mol B和和1 mol C D2 mol A、3 mol B和和3 mol CD【例例6】在密闭容器中,对于在密闭容器中,对于 N23H2 2NH3起始时起始时N2和
39、和H2分别为分别为10mol30mol,当达到平衡时,当达到平衡时,氮气的转化率为氮气的转化率为30%,若以若以NH3为起始反应物,条为起始反应物,条件与上述反应相同时,欲使其达到平衡时各组分件与上述反应相同时,欲使其达到平衡时各组分的含量与前者相同,求的含量与前者相同,求NH3 的物质的量和转化率。的物质的量和转化率。20mol 70%例例7】某可逆反应某可逆反应)(4)()(3)(2气气气气DxCBA若按下列两种配比若按下列两种配比(1)0.8molA 1.2molB 1.2molC 2.4molD(2)1.4molA 2.1molB 0.6molC 1.2molD将它们放入一容积不变的密
40、闭容器中,将它们放入一容积不变的密闭容器中,保持温度不变,达平衡后保持温度不变,达平衡后C的质量分数仍的质量分数仍相等,则化学反应方程式中相等,则化学反应方程式中x的值为(的值为( )A、2 B、3 C、4 D、1A例例8】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:定温度和压强,进行以下反应:N23H2 2NH3。已知加入。已知加入1mol N2和和4mol H2时,达时,达到平衡后生成到平衡后生成a mol NH3(见下表已知项)。在相同温(见下表已知项)。在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。对下度、压
41、强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号的状态,填写表中空白。列编号的状态,填写表中空白。 已知已知 编号编号起始状态物质的量起始状态物质的量 n/mol平衡时平衡时NH3的物质的量的物质的量n/molN2H2NH3140a1.56010.5amg(g4m)1.5a2(g4m)00.5mol(g3m)a 第三课时第三课时四四.化学平衡的移动化学平衡的移动1.定义:可逆反应中,定义:可逆反应中,旧旧化学平衡的化学平衡的破坏破坏,新新化学平衡的化学平衡的建立建立过程叫化学平衡的过程叫化学平衡的移动移动。v正正= v逆逆t1反应速率反应速率v0平衡平衡1v正正v逆逆v 正正v 逆逆t2t3时
42、间时间(t)平衡平衡2v 正正= v 逆逆t4化学平衡建立与化学平衡建立与 移动移动2.平衡移动的原因平衡移动的原因外界条件的改变,使得正逆反应速率不再相等。外界条件的改变,使得正逆反应速率不再相等。3.化学平衡移动与反应速率的关系化学平衡移动与反应速率的关系(1)v(正)正)v(逆)(逆) 平衡向平衡向正正反应方向移动反应方向移动(2)v(正)正)= v (逆)(逆) 平衡平衡不不移动移动(3)v(正)正)v(逆)(逆) 平衡向平衡向逆逆反应方向移动反应方向移动4.影响平衡移动的因素影响平衡移动的因素(1)浓度的影响:)浓度的影响:增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平增大反应物的浓度或减小
43、生成物的浓度,平衡都向正反应方向移动。衡都向正反应方向移动。减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡都向逆反应方向移动。衡都向逆反应方向移动。请画出浓度对平衡影响的图像。请画出浓度对平衡影响的图像。注意:注意:固体及纯液体固体及纯液体的浓度是定值,不因量的多的浓度是定值,不因量的多少而改变,所以增加或减少固体及纯液体的量,少而改变,所以增加或减少固体及纯液体的量,化学平衡不会移动化学平衡不会移动。 2.温度的影响温度的影响(1)升高升高温度,温度,正逆反应速率都增大正逆反应速率都增大,但,但吸吸热热反应反应增加增加的幅度的幅度更大更大,v吸吸v放放,平衡向
44、平衡向吸吸热热反应方向反应方向移动移动。(2)降低降低温度,温度,正逆反应速率都减小正逆反应速率都减小,但,但吸吸热热反应反应降低降低的幅度的幅度更大更大, v放放 v 吸,吸,平衡向平衡向放放热热反应方向反应方向移动移动。请画出温度对平衡影响的图像。请画出温度对平衡影响的图像。3.压强的影响压强的影响。(5)若加入)若加入“惰气惰气”,保持,保持总压不变总压不变,此时只有增大体系体积,此时只有增大体系体积,这就相当于降低了平衡体系的这就相当于降低了平衡体系的 压强,压强,平衡向气体体积增大的平衡向气体体积增大的方向移动。方向移动。(1)增大压强,正逆反应速率都增大,但体积减小的反应增加的)增
45、大压强,正逆反应速率都增大,但体积减小的反应增加的更多,所以,更多,所以, v小小v大大,平衡向气体体积缩小的方向移动。平衡向气体体积缩小的方向移动。(2)减小压强,正逆反应速率都减小,但体积减小的反应减小的)减小压强,正逆反应速率都减小,但体积减小的反应减小的更多,所以,更多,所以,v大大 v小小,平衡向气体体积增大的方向移动。平衡向气体体积增大的方向移动。(3)注意:若反应前后)注意:若反应前后气体体积无变化气体体积无变化,改变压强,能,改变压强,能同时改变正、逆反应速率,同时改变正、逆反应速率,V正正V逆,逆,平衡不移动平衡不移动。(4)压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压变)压强
46、变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压变化,若平衡混合物的化,若平衡混合物的体积不变体积不变,而加入,而加入“惰气惰气”,虽然总,虽然总压变化了,但平衡混合物的压变化了,但平衡混合物的浓度仍不变浓度仍不变,速率不变速率不变,平衡平衡不移动。不移动。4.催化剂:催化剂能催化剂:催化剂能同等程度同等程度地改变正、逆地改变正、逆反应速率,因此反应速率,因此不影响化学平衡不影响化学平衡,但可大,但可大大地缩短反应达到平衡所需的时间。大地缩短反应达到平衡所需的时间。5.勒沙特列原理:勒沙特列原理:如果改变影响平衡的一个条如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。件,平衡就向能够减弱
47、这种改变的方向移动。注意:注意:勒沙特列原理的适用范围是:勒沙特列原理的适用范围是:化学平衡,电化学平衡,电离平衡,溶解平衡,水解平衡等离平衡,溶解平衡,水解平衡等。6.平衡移动的平衡移动的结果结果思考:思考:1.平衡向正方向移动,反应物的转化率一定增大吗?平衡向正方向移动,反应物的转化率一定增大吗?2.平衡向正方向移动,生成物的百分含量一定增大吗?平衡向正方向移动,生成物的百分含量一定增大吗?(1)平衡向正方向移动,反应物的转化率不一定增)平衡向正方向移动,反应物的转化率不一定增大,关键要分析清楚平衡移动的原因。大,关键要分析清楚平衡移动的原因。(2)平衡向正方向移动,生成物的百分含量不一定
48、增大,平衡向正方向移动,生成物的百分含量不一定增大,减小生成物的浓度使平衡向正方向移动,生成物的百减小生成物的浓度使平衡向正方向移动,生成物的百分含量一定减小,若反应物过量很多,生成物的百分分含量一定减小,若反应物过量很多,生成物的百分含量也减小,其他因素下,可能增大。含量也减小,其他因素下,可能增大。考点练习考点练习已经建立化学平衡的某可逆反应,当条件改已经建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变时化学平衡向正方向移动时,下列叙述变时化学平衡向正方向移动时,下列叙述正确的是(正确的是( )生成物的质量分数一定增加;生成物的生成物的质量分数一定增加;生成物的产量一定增加;反应物的转化率一定增产量一
49、定增加;反应物的转化率一定增大;反应物的浓度一定降低;正反应大;反应物的浓度一定降低;正反应速率一定大于逆反应速率;一定使用催速率一定大于逆反应速率;一定使用催化剂化剂 7 7转化率:转化率:(1 1)转化率)转化率转化量转化量起始量起始量100100(2 2)平衡正向移动和转化率的关系)平衡正向移动和转化率的关系由温度或压强改变使平衡正向移动,由温度或压强改变使平衡正向移动,必定增大必定增大由增大反应物浓度引起平衡正向移动由增大反应物浓度引起平衡正向移动1 1)对于反应物有多种的可逆反应)对于反应物有多种的可逆反应 增加一种反应物的浓度,另一种反应物的转增加一种反应物的浓度,另一种反应物的转
50、化率增大,而本身转化率减小化率增大,而本身转化率减小若反应物浓度都增加,同等效平衡若反应物浓度都增加,同等效平衡2 2)对于反应物只有一种的可逆反应)对于反应物只有一种的可逆反应若前后计量数相等:若前后计量数相等: 2HI(g) H2HI(g) H2 2(g)(g)I I2 2(g)(g) 无论增大或减小无论增大或减小c c(HI)(HI),(HI)(HI)不变不变 若计量数减小:若计量数减小: 2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4 增大增大c c(NO(NO2 2) ),(NO(NO2 2) )增大增大 若计量数增大:若计量数增大: N N2 2O O4 4 2NO2NO2 2 增大
51、增大c c(N(N2 2O O4 4) ),(N(N2 2O O4 4) )减小减小【例例1】在恒温时,一固定容积的容器内发生在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:如下反应:2NO2(g) N2O4(g)达到平衡达到平衡时,再向容器内通入一定量的时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重,重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的转化率(的转化率( ) A不变不变 B增大增大 C减小减小 D无法判断无法判断B思考思考1:若为恒压时,:若为恒压时,NO2的转化率(的转化率( )A思考思考2:若将反应变为:若将反应变为 N2O4(g) 2NO2(g) 则恒则
52、恒容时与第一次平衡时相比,容时与第一次平衡时相比,N2O4的转化率(的转化率( ),),恒压时恒压时N2O4的体积分数(的体积分数( ),),CA【例例2】对于平衡体系:对于平衡体系:mA+nB=pC+qD H=QKJ/mol,下列判断中正确的是(,下列判断中正确的是( )A.若温度不变,将容器的体积增大若温度不变,将容器的体积增大1倍,此时倍,此时A的浓度变为原来的的浓度变为原来的0.48倍,则倍,则m+np+qB.若平衡时,若平衡时,AB的转化率相等,说明反应开始的转化率相等,说明反应开始时,时,AB的物质的量之比为的物质的量之比为m:nC.若平衡体系共有气体若平衡体系共有气体amol,在
53、向体系中加入在向体系中加入bmol B,当重新达到平衡时,气体的总物质的当重新达到平衡时,气体的总物质的量等于(量等于(a+b)mol,则则m+n=p+qD.温度不变时,若压强增大为原来的温度不变时,若压强增大为原来的2倍,达到倍,达到新平衡时,总体积一定比原体积的新平衡时,总体积一定比原体积的1/2要小要小BC【例例3】(07年高考全国理综卷年高考全国理综卷II6)已知:)已知:C(s)CO2(g) 2CO(g); H0。该反应。该反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是(进行的是( ) A升高温度和减小压强升高温度和减小压强 B降低温度和减小
54、压强降低温度和减小压强 C降低温度和增大压强降低温度和增大压强 D升高温度和增大压强升高温度和增大压强A【例例4】对于对于A+2B(g) nC(g),在一定条,在一定条件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:(1)A量的增减,平衡不移动,则量的增减,平衡不移动,则A为为_态。态。(2)增压,平衡不移动,当)增压,平衡不移动,当n=2时,时,A为为_态;当态;当n=3时,时,A为为_态。态。(3)若)若A为固态,增大压强,为固态,增大压强,C的组分含量的组分含量减少,则减少,则n_。(4)升温,平衡向右移动,则该反应的逆反)升温,平衡向右移动,则该反应的逆反应
55、为应为_热反应。热反应。固态或液固态或液固态或液固态或液气气大于大于2放放【例例5】如右下图,向如右下图,向A、B中均充入中均充入1molX、1molY,起始时,起始时A、B的体积相等都等于的体积相等都等于a L。在。在相同温度、外界压强和催化剂存在的条件下,相同温度、外界压强和催化剂存在的条件下,关闭活塞关闭活塞K,使两容器中各自发生下述反应:,使两容器中各自发生下述反应: X (g)+ Y(g) 2Z(g)+W(g);H0 。达平衡。达平衡时,时,A的体积为的体积为1.4a L。下列说法错误的是。下列说法错误的是 ( ) A反应速率:反应速率:v(B)v(A) BA容器中容器中X的转化率为
56、的转化率为80% C平衡时的压强:平衡时的压强:pB0B若温度为若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为,反应的平衡常数分别为K1、K2则则K1K2C若反应进行到状态若反应进行到状态D时,一定有时,一定有v正正v逆逆D状态状态A与状态与状态B相比,状态相比,状态A的的c(I2)大大BC)HbO()CO()HbCO()O(22cccc【例例11】 ( 09年天津理综年天津理综5)人体血液内的血红蛋人体血液内的血红蛋白白(Hb)易与易与O2结合生成结合生成HbO2,因此具有输氧能力,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:吸入肺中发生反应:CO+HbO2 O2+HbCO,37 时,该反应的平衡常数
57、时,该反应的平衡常数K=220。HbCO的浓度达到的浓度达到HbO2浓度的浓度的0.02倍,会使人智倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是力受损。据此,下列结论错误的是ACO与与HbO2反应的平衡常数反应的平衡常数K=B人体吸入的人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的越多,与血红蛋白结合的O2越少越少C当吸入的当吸入的CO与与O2浓度之比大于或等于浓度之比大于或等于0.02时,时,人的智力才会受损人的智力才会受损D把把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动理是使上述平衡向左移动C【例例12】 (08年宁夏理综年宁夏理综25) 已知可逆反
58、应:已知可逆反应:M(g)N(g) P(g)Q(g) H0请回答下列问题:请回答下列问题: (1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)= 1 molL-1,c(N)=2.4 molL-1,达到平衡后,达到平衡后,M的转化率为的转化率为60,此时,此时N的转化率为的转化率为 ; (2)若反应温度升高,)若反应温度升高,M的转化率的转化率 (填(填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”;);) (3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:为:c(M)= 4 molL-1,c(N)=a molL-1;达到平衡
59、后,达到平衡后,c(P)=2 molL-1,a= (4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)= c(N)= b molL-1,达到平衡后,达到平衡后,M的转化率为的转化率为 25 增大增大 6 41 M(g)N(g) P(g)Q(g ) 起始起始:1 2.4 0 0 平衡:平衡:0.4 1.8 0.6 0.6 起始:起始:4 a 0 0 平衡:平衡:2 a2 2 2k=22/2(a-2)1/2a=6molL-1(4)x2/(b-x)2=1/2 ,x0.41b,M的转化率为的转化率为41。第四课时第四课时 在一定温度下,当一个可逆反应在一定温度下,当
60、一个可逆反应达到平衡状态时,达到平衡状态时,生成物生成物浓度幂之积与浓度幂之积与反应物反应物浓浓度度幂之积幂之积的的比值比值是一个常数。是一个常数。五五.化学平衡常数化学平衡常数1平衡常数(平衡常数(K):):2表达式表达式: mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g) (C)(D)(A)(B)pqmnccKcc3注意:注意:(1 1)K K是一常数,只受温度影响,与浓度无关是一常数,只受温度影响,与浓度无关(2 2)K K有单位,与表达式有关,但一般可以不写有单位,与表达式有关,但一般可以不写(3 3)表达式中,固体浓度、水)表达式中,固体浓度、水( (纯液体纯液体) )的浓度不写的
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